CN109485997A - 一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法，其配方由重量百分比57%‑85%混合聚丙烯、10%‑25%填料、5%‑15%阻燃剂、0‑2%除味剂、0‑1%辅助制剂，制备方法：先将物料按重量配比称取后送入高速混合器内混合，然后将混合物送入双螺杆挤出机内经熔融挤出，造粒后得到。由于采用上述技术方案，本发明构建了一种具有高氧指数（LOI:26），低气味等级（3.5级）（80℃，2H）低VOC，低烟密度的特性的挤出级阻燃环保复合材料。且制备成本低廉，工艺简单。

Description

一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种常见的高分子材料，因其是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧抗多种溶剂和耐酸碱，因此用于很多方面如汽车，医药，建筑等。
聚丙烯树脂是汽车中使用率仅次于ABS的材料，汽车隔音与隔热所用的蜂窝板材料都为聚丙烯挤出成型制成，近几年汽车失火事故频发，因汽车是目前公路交通载人最多的运输工具，每次发生失火事故都造成重大的人员伤亡及财产损失，故国家针对这种状况推出了《JTT 1095-2016客车内饰材料阻燃标准》。
因聚丙烯本身阻燃性能较差，LOI指数仅为18，与国家要求的LOI:24相差很多，同时考虑到环保问题，故开发一种符合新安规的汽车专用挤出级聚丙烯复合材料成为趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法，具有高氧指数，低气味，低烟密度，低有机挥发物VOC特征。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，由以下重量配比的原料组分配制而成：
混合聚丙烯57%-85%、填料10%-25%、阻燃剂5%-15%、除味剂0-2%、辅助制剂0-1%。
其中，混合聚丙烯为熔指相近的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合制成，其中均聚聚丙烯的含量为30-58%，共聚聚丙烯含量为0-27%，测试条件为230℃/2.16Kg时，混合聚丙烯的溶体流动速率1-5g/10min。
其中，填料为滑石粉，硫酸钡，硅灰石等，由其中的一种或几种混合组成。
其中，阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐、磷酸三苯脂、三聚氰胺聚磷酸盐、N，N’-乙撑双硬脂酰胺中的两种或多种复配组成。
其中，除味剂为PP用脱挥类除味剂。
其中，辅助制剂为抗氧剂，阻燃剂，光稳定剂，着色剂，脱模剂中的任一种或者几种的组合。
本发明还公开了一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，采用上述任一种复合材料制备而成，包括以下步骤：
步骤1：按重量配比称各原料组分；
步骤2：将各原料组分投入高速混合器中进行干混处理；
步骤3：将步骤2中混合得到的制品置于双螺杆挤出机中经熔融后挤出，造粒得到挤出级阻燃环保聚丙烯材料。
其中，步骤2中的干混处理时间持续1-3min。
其中，步骤3中双螺杆挤出机的工作温区设置为：一区160℃-180℃，二区160℃-190℃，三区170℃-200℃，四区170℃-200℃，五区170℃-200℃，六区170℃-200℃，七区170℃-200℃，八区170℃-200℃，九区170℃-200℃，十区170℃-200℃，机头区170℃-200℃，螺杆转速设置为300rpm-450rpm，挤出产量为50kg/h-200kg/h。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过配方和工艺的双重优化，制备得到的聚丙烯复合材料具有高氧指数，低气味，低烟密度，低有机挥发物VOC等特征，其理化性质符合国家推出了《JTT 1095-2016新能源汽车内饰材料阻燃标准》。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，由以下重量配比的原料组分配制而成：
混合聚丙烯57%-85%、填料10%-25%、阻燃剂5%-15%、除味剂0-2%、辅助制剂0-1%。
其中，混合聚丙烯为熔指相近的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合制成，其中均聚聚丙烯的含量为30-58%，共聚聚丙烯含量为0-27%，测试条件为230℃/2.16Kg时，混合聚丙烯的溶体流动速率1-5g/10min。
其中，填料为滑石粉，硫酸钡，硅灰石等，由其中的一种或几种混合组成。
其中，阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐、磷酸三苯脂、三聚氰胺聚磷酸盐、N，N’-乙撑双硬脂酰胺中的两种或多种复配组成。
其中，除味剂为PP用脱挥类除味剂。
其中，辅助制剂为抗氧剂，阻燃剂，光稳定剂，着色剂，脱模剂中的任一种或者几种的组合。
本发明还公开了一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，采用上述任一种复合材料制备而成，包括以下步骤：
步骤1：按重量配比称各原料组分；
步骤2：将各原料组分投入高速混合器中进行干混处理；
步骤3：将步骤2中混合得到的制品置于双螺杆挤出机中经熔融后挤出，造粒得到挤出级阻燃环保聚丙烯材料。
其中，步骤2中的干混处理时间持续1-3min。
其中，步骤3中双螺杆挤出机的工作温区设置为：一区160℃-180℃，二区160℃-190℃，三区170℃-200℃，四区170℃-200℃，五区170℃-200℃，六区170℃-200℃，七区170℃-200℃，八区170℃-200℃，九区170℃-200℃，十区170℃-200℃，机头区170℃-200℃，螺杆转速设置为300rpm-450rpm，挤出产量为50kg/h-200kg/h。
实施例2
本实施例以实施例1为基础，对聚丙烯复合材料配方、选料进行优化，设计以下实验组：
表1 各实验组组分一览表
项目 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4 实验组5
混合聚丙烯（%） 57 63 69 75 85
填料（%） 25 20 15 15 10
阻燃剂（%） 15 15 15 8 5
除味剂（%） 2 1 0 1 0
抗氧剂1010（%） 0.5 0.5 0.5 0.5 0
抗氧剂168（%） 0.5 0.5 0.5 0.5 0
其中，辅助助剂为抗氧剂1010和抗氧剂168组合而成。
实施例3
本实施例以实施例2实验组1-N所制得的聚丙烯复合材料为实验对象，针对理化性质进行表征，具体表征内容及表征方法如下所示：
拉伸性能测试按ISO527-2进行，试样尺寸为150mm×10mm×4mm，拉伸速度为50mm/min；
弯曲性能测试按ISO 178 进行，试样尺寸为80 mm×10 mm×4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；
简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸为80 mm×6 mm×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。
材料的气味特性用毛细管气相色谱仪进行测试，试样为1g粒料。
材料的综合力学性能通过测试所得的拉伸强度，断裂伸长率，弯曲模量，热变形温度以及冲击强度的数值进行评判；材料的气味特性根据标准规定分为：
1级：无味道，
2级：有气味，但无干扰性气味，
3级：有明显气味，但无干扰性气味，
4级：有干扰性气味，
5级：有强烈干扰性气味，
6级：有不能忍受的气味。
材料挥发性有机化合物VOC计算公式如下：
挥发性有机化合物VOC=（材料初始质量-材料在标准规定下放置后的质量）/材料初始质量×100%。计算所得的数值越高表示材料挥发性有机化合物越大，反之越小。
表2 实验结果一览表
从表2中可以看出，从实验组2、3可以看出，对于不同的填料比例对LOI指数的影响较大，随着填料的增多LOI指数下降，烟密度下降，从实验组3、4可以看出随着阻燃剂的增加LOI指数上升，烟密度提高，考虑到综合成本问题最终选择实验组4的配比为最终产品配比。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量配比的原料组分配制而成：
混合聚丙烯57%-85%、填料10%-25%、阻燃剂5%-15%、除味剂0-2%、辅助制剂0-1%。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的混合聚丙烯为熔指相近的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合制成，其中均聚聚丙烯的含量为30-58%，共聚聚丙烯含量为0-27%，测试条件为230℃/2.16Kg时，混合聚丙烯的溶体流动速率1-5g/10min。
3.如权利要求1所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的填料为滑石粉，硫酸钡，硅灰石等，由其中的一种或几种混合组成。
4.如权利要求1所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂为三聚氰胺氢溴酸盐、磷酸三苯脂、三聚氰胺聚磷酸盐、N，N’-乙撑双硬脂酰胺中的两种或多种复配组成。
5.如权利要求1所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的除味剂为PP用脱挥类除味剂。
6.如权利要求1所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的辅助制剂为抗氧剂，阻燃剂，光稳定剂，着色剂，脱模剂中的任一种或者几种的组合。
7.一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-6所述任一种复合材料制备而成，包括以下步骤：
步骤1：按重量配比称各原料组分；
步骤2：将各原料组分投入高速混合器中进行干混处理；
步骤3：将步骤2中混合得到的制品置于双螺杆挤出机中经熔融后挤出，造粒得到挤出级阻燃环保聚丙烯材料。
8.如权利要求7所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中的干混处理时间持续1-3min。
9.如权利要求8所述的一种新能源汽车用挤出级聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中双螺杆挤出机的工作温区设置为：一区160℃-180℃，二区160℃-190℃，三区170℃-200℃，四区170℃-200℃，五区170℃-200℃，六区170℃-200℃，七区170℃-200℃，八区170℃-200℃，九区170℃-200℃，十区170℃-200℃，机头区170℃-200℃，螺杆转速设置为300rpm-450rpm，挤出产量为50kg/h-200kg/h。
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